DE112013006820T5

DE112013006820T5 - Servo control device

Info

Publication number: DE112013006820T5
Application number: DE112013006820.6T
Authority: DE
Inventors: Kotaro Nagaoka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-12-10
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: DE112013006820B4; TW201435529A; KR20150119065A; KR101688360B1; TWI514099B; US20150355607A1; JPWO2014141515A1; US9658608B2; CN105190462B; CN105190462A; JP5885883B2; WO2014141515A1

Abstract

Um eine vollständig geschlossene Regelung zu ermöglichen, in der ein Bahnführungsfehler zwischen einer Maschinenendposition und einer Befehlsposition reduziert wird, sogar wenn sich die Bewegungsrichtung einer Zugspindel umkehrt, weist eine Servo-Regelungsvorrichtung (100) auf: eine Modellantwort-Berechnungseinheit (1), die eine Modellantwort berechnet, die ein berechneter Wert einer Maschinenendposition ist; eine Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit (4), die ein Motorendbewegungsmaß während dem Anhalten misst, welches ein Verschiebungsmaß eines Erfassungswertes einer Motorendposition ist, in einem Zeitraum, von wenn der berechnete Wert der Maschinenendposition sich auf null ändert, bis sich der berechnete Wert auf einen anderen Wert als null ändert; und eine Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit (2), die ein Fehlerkorrekturmaß auf Grundlage eines Parameters, in dem ein maximales Änderungsmaß einer Abweichung zwischen der Maschinenendposition und der Motorendposition während einer Bewegungsrichtungsumkehr im Voraus eingestellt ist, des berechneten Wertes der Maschinenendposition, und des Motorendbewegungsmaßes während des Anhaltens berechnet. Die Servo-Regelungseinheit (3) stellt den Erfassungswert der Maschinenendposition und den Erfassungswert der Motorendposition als Rückführungsposition ein und berechnet einen Drehmomentbefehl unter Verwendung des Fehlerkorrekturmaßes.To enable fully closed control in which a trajectory error between a machine end position and a command position is reduced even when the direction of movement of a tension spindle reverses, a servo control device (100) comprises: a model response calculation unit (1) having a Calculates a model response that is a calculated value of a machine end position; an end-stop-motor-final-movement-amount measuring unit (4) that measures a motor end movement amount during the stop, which is a shift amount of a detection value of an engine end position, in a period from when the calculated value of the engine end position changes to zero until the calculated value changes to a value other than zero; and an error correction amount calculating unit that sets an error correction amount based on a parameter in which a maximum amount of change of deviation between the machine end position and the engine end position during a moving direction reversal is set in advance, the calculated value of the machine end position, and the motor end movement amount during stoppage calculated. The servo control unit (3) sets the detection value of the machine end position and the detection value of the motor end position as the feedback position, and calculates a torque command using the error correction amount.

Description

Gebietarea

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servo-Regelungsvorrichtung, die Servomotoren antreibt.The present invention relates to a servo-control device that drives servomotors.

Hintergrundbackground

Im Gebiet der FA wird die Antriebsregelung einer Werkzeugmaschine so durchgeführt, dass die Bewegung eines Tisches oder eines Werkzeuges zum Befestigen eines Werkstückes (Werk) einem Befehl folgt. Die Regelung zum Antreiben einer Maschine, so dass eine Werkzeugposition (d. h. die Relativposition des Werkzeugs zum Werk) genau einem Befehlsweg (einer Befehlsbahn) folgt, wird als Bahnführungsregelung (engl.: tracking control) (oder Umrissbewegungsregelung, engl.: contour motion control) bezeichnet. Die Bahnführungsregelung wird präzise durchgeführt, indem eine numerische Regelungsvorrichtung oder eine mit der numerischen Regelungsvorrichtung verbundene Servo-Regelungsvorrichtung verwendet wird. Die Werkzeugmaschine, auf die die Regelung abzielt, weist eine Vielzahl von Wellen auf, wobei jede Welle jeweils durch einen Servomotor angetrieben wird. Die individuellen Servomotoren werden jeweils unter Verwendung von Servo-Regelungsvorrichtungen angetrieben.In the field of FA, the drive control of a machine tool is performed so that the movement of a table or a tool for fixing a workpiece (factory) follows a command. The control for driving a machine so that a tool position (ie, the relative position of the tool to the work) follows exactly one command path (a command path) is called tracking control (or contour motion control). designated. The web guide control is precisely performed by using a numerical control device or a servo control device connected to the numerical control device. The machine tool targeted by the control has a plurality of shafts, each shaft being driven by a servo motor. The individual servomotors are each driven using servo-controllers.

Reibung, Spiel und Totgang (engl.: lost motion), die in einem Maschinensystem vorhanden sind, stören die Bahnführungsregelung. Wenn die Bewegungsrichtung einer Zugspindel umgekehrt wird, kehren sich die Richtungen, in die diese Störungen wirken, um. Der Einfluss der Umkehr der Richtungen zeigt sich deutlich in Bahnführungsfehlern. Ein typischer Fehler, der auftritt, wenn man einer gekrümmten Bahn folgt, ist ein Bahnführungsfehler, der auftritt, wenn sich die Bewegungsrichtung der Zugspindel in einem Quadranten-Umschaltungsabschnitt der gekrümmten Bahn umkehrt. Der Bahnführungsfehler wird als ”Quadrantenvorstehen” bezeichnet, weil eine Bahn eine Form aufweist, die als ein Vorsprung zu der äußeren Seite vorsteht, wenn das Fehlermaß in radialer Richtung vergrößert und dargestellt wird. Das Auftreten des Bahnführungsfehlers der Bahn, wie das Quadrantenvorstehen, während der Bearbeitung ist unerwünscht, weil Streifen und Fehlstellen in dem Bearbeitungsergebnis entstehen.Friction, play and lost motion (English: lost motion), which are present in a machine system, interfere with the trajectory control. When the direction of movement of a pulling spindle is reversed, the directions in which these disturbances act are reversed. The influence of the reversal of the directions is clearly reflected in web guiding errors. A typical error that occurs when following a curved path is a trajectory error that occurs when the direction of travel of the traction spindle reverses in a quadrant switching section of the curved path. The trajectory error is referred to as "quadrant protrusion" because a trajectory has a shape that protrudes as a protrusion to the outer side when the error amount is enlarged and displayed in the radial direction. The occurrence of web trajectory error, such as quadrant protrusion, during processing is undesirable because of streaks and voids in the processing result.

Deshalb wird, beispielsweise, ein virtueller Zugmechanismus integriert und ein Korrekturbefehl wird aus der Differenz in dem Drehmomentbefehlssignal zwischen dem virtuellen Zugmechanismus und dem tatsächlichen Zugmechanismus berechnet, und dieser wird zu einem tatsächlichen Drehmomentbefehl oder einer Reibungskraft oder einem Reibmoment, das auftritt, bevor oder nachdem die Umkehr der Bewegungsrichtung des Zugantriebsmechanismus abgeschätzt wird, hinzuaddiert; ein Motordrehmomentfehler wird entnommen; und eine Drehmomentkompensation wird gemäß einem Fehlersignal durchgeführt (z. B., Patentdokument 1).Therefore, for example, a virtual pulling mechanism is integrated, and a correction command is calculated from the difference in the torque command signal between the virtual pulling mechanism and the actual pulling mechanism, and this becomes an actual torque command or a friction force or a friction torque that occurs before or after the Reversal of the direction of movement of the traction drive mechanism is estimated, added; a motor torque error is removed; and torque compensation is performed according to an error signal (eg, Patent Document 1).

ReferenzenlisteReferences list

PatentdokumentePatent documents

Patent Document 1: Disclosure Japanese Patent Application No. 2010-49599

ZusammenfassungSummary

Technisches ProblemTechnical problem

Allerdings zeigt sich gemäß der Technologie des Patentdokuments 1 ein Effekt des Korrekturbefehls, nachdem eine Differenz in einem tatsächlichen Drehmoment und einem Modelldrehmoment auftritt. Deshalb besteht das Problem, dass die Korrektur zu spät wirkt. Gemäß der Technologie des Patentdokuments 1 beeinträchtigt, obwohl ein Reibungskompensationssignal auf Grundlage der Richtungsumkehr eines Positionsbefehls erzeugt wird, im Falle einer vollständig geschlossenen Regelung, das Umschalten der Position zwischen einem Motorende und einem Maschinenende die vollständig geschlossene Regelung. Deshalb besteht das Problem, dass eine Wirkung nur durch Drehmomentkompensation nicht ausreichend erreicht wird. Weiterhin beeinträchtigt im Falle der vollständig geschlossenen Regelung das Umschalten der Position zwischen dem Motorende und dem Maschinenende die Größe des Bahnführungsfehlers während der Umkehr der Bewegungsrichtung. Deshalb besteht das Problem, dass abhängig von dem Befehlsweg die Kompensationswirkung nicht ausreichend erreicht wird.However, according to the technology of Patent Document 1, an effect of the correction command appears after a difference occurs in an actual torque and a model torque. Therefore, there is a problem that the correction is too late. According to the technology of Patent Document 1, although a friction compensation signal is generated based on the direction reversal of a position command, in the case of a fully closed control, switching the position between an engine end and a machine end affects the fully closed control. Therefore, there is a problem that an effect is not sufficiently achieved only by torque compensation. Furthermore, in the case of the fully closed loop control, switching the position between the motor end and the machine end affects the size of the web guiding error during the reversal of the direction of movement. Therefore, there is a problem that the compensation effect is not sufficiently achieved depending on the command path.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben Genannte gemacht und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Servo-Regelungsvorrichtung zu erhalten, die eine vollständig geschlossene Regelung ermöglicht, bei der ein Bahnführungsfehler zwischen einer Maschinenendposition und einer Befehlsposition reduziert wird, sogar wenn sich die Bewegungsrichtung einer Zugspindel umkehrt.The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain a servo-control device which allows a fully closed control in which a trajectory error between a machine end position and a command position is reduced even if the direction of movement of a tension spindle reverses.

Lösung des Problemsthe solution of the problem

Um das Problem zu lösen und das oben erwähnte Ziel zu erreichen, betrifft die vorliegende Erfindung eine Servo-Regelungsvorrichtung, die aufweist: eine Servo-Regelungseinheit, die unter Verwendung eines Erfassungswertes einer Maschinenendposition, die eine Position eines Maschinensystems ist, und eines Erfassungswerts einer Motorendposition, die eine Position eines Motors, der das Maschinensystem antreibt, als eine Positionsrückführung ist, einen Drehmomentbefehl für den Motor berechnet, so dass die Maschinenendposition einem Positionsbefehl folgt; eine Modellantwort-Berechnungseinheit, die einen berechneten Wert der Maschinenendposition auf Grundlage des Positionsbefehls berechnet; eine Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit, die ein Motorendbewegungsmaß während des Anhaltens misst, welches ein Verschiebungsmaß des Erfassungswerts der Motorendposition ist, in einem Zeitraum ab wenn sich der berechnete Wert der Maschinenendposition auf null ändert, bis sich der berechnete Wert auf einen anderen Wert als Null ändert; und eine Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit, die ein Fehlerkorrekturmaß auf Grundlage eines Parameters, in dem ein maximales Änderungsmaß einer Abweichung zwischen der Maschinenendposition und der Motorendposition während der Umkehr einer Bewegungsrichtung einer Zugspindel im Voraus eingestellt ist, des berechneten Wertes der Maschinenendposition und des Motorendbewegungsmaßes während des Anhaltens. Die Servo-Regelungseinheit berechnet den Drehmomentbefehl unter Verwendung des Fehlerkorrekturmaßes.In order to solve the problem and achieve the above-mentioned object, the present invention relates to a servo-control apparatus comprising: a servo-control unit using a detection value of a machine end position which is a position of a machine system and a detection value of a motor end position that is a position of an engine that the The machine system, as a position feedback, drives a torque command for the motor so that the machine end position follows a position command; a model response calculation unit that calculates a calculated value of the machine end position based on the position command; an during stop motor end movement amount measuring unit that measures a motor end movement amount during the stop which is a shift amount of the detection value of the engine end position in a period from when the calculated value of the engine end position changes to zero until the calculated value changes to another value as zero changes; and an error correction amount calculating unit that sets an error correction amount based on a parameter in which a maximum amount of change of deviation between the machine end position and the motor end position during reversal of a movement direction of a lead screw is set in advance, the calculated value of the machine end position, and the motor end movement amount during the stop , The servo control unit calculates the torque command using the error correction amount.

Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Drehmomentbefehl unter Verwendung des Fehlerkorrekturmaßes berechnet, das auf Grundlage des maximalen Änderungsmaßes der Abweichung zwischen der Maschinenendposition und der Motorendposition während der Umkehr der Bewegungsrichtung der Zugspindel berechnet wird. Deshalb ist es möglich, wenn die Abweichung zwischen der Motorendposition und der Maschinenendposition sich während der Umkehr der Bewegungsrichtung plötzlich ändert, den Bahnführungsfehler, der nach der Umkehr der Bewegungsrichtung auftritt, in Bezug auf eine Befehlsposition der Maschinenendposition zu reduzieren. Das Fehlerkorrekturmaß wird unter Berücksichtigung des Motorendbewegungsmaßes, während der Motor anhält, berechnet. Deshalb ist es, sogar falls ein Befehl für ein vorübergehendes Anhalten vor der Bewegungsrichtungsumkehr gegeben wird, immer noch möglich, einen Bahnführungsfehler, der nach der Bewegungsrichtungsumkehr auftritt, in Bezug auf die Befehlsposition der Maschinenendposition zu reduzieren. Das Fehlerkorrekturmaß wird unter Berücksichtigung des Motorendbewegungsmaßes, während der Motor anhält, berechnet. Deshalb ist es, falls die Abweichung zwischen der Motorendposition und der Maschinenendposition sich während der Umkehr der Bewegungsrichtung sanft ändert, möglich, eine Situation zu verhindern, in der das Fehlerkorrekturmaß zu früh wirkt, die Korrektur der Position eine übermäßige Wirkung nach der Bewegungsrichtungsumkehr hat, und ein Bahnführungsfehler auftritt. Das heißt, dass es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ist, die Servo-Regelungsvorrichtung bereitzustellen, die eine vollständig geschlossene Regelung ermöglicht, bei der ein Bahnführungsfehler zwischen der Maschinenendposition und der Befehlsposition reduziert wird, sogar wenn sich die Bewegungsrichtung der Zugspindel umkehrt.According to the present invention, the torque command is calculated using the error correction amount calculated based on the maximum amount of change in the deviation between the machine end position and the motor end position during the reversal of the direction of movement of the tension spindle. Therefore, when the deviation between the motor end position and the machine end position suddenly changes during the reversal of the moving direction, it is possible to reduce the web guiding error that occurs after the reversal of the moving direction with respect to a command position of the machine end position. The error correction amount is calculated in consideration of the motor end movement amount while the engine is stopped. Therefore, even if a temporary stop command is given before the reversal of the moving direction, it is still possible to reduce a trajectory error occurring after the moving direction reversal with respect to the command position of the machine end position. The error correction amount is calculated in consideration of the motor end movement amount while the engine is stopped. Therefore, if the deviation between the motor end position and the machine end position changes smoothly during the reversal of the moving direction, it is possible to prevent a situation in which the error correction amount is too early, the correction of the position has an excessive effect after the moving direction reversal, and a web guide error occurs. That is, according to the present invention, it is possible to provide the servo-control apparatus which allows fully closed control in which a web-guiding error between the machine end position and the command position is reduced even if the direction of movement of the tension spindle reverses.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration einer Servo-Regelungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. 1 FIG. 10 is a circuit diagram illustrating the configuration of a servo control apparatus according to a first embodiment. FIG.

2 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration eines Motors und eines Maschinensystems darstellt. 2 is a circuit diagram illustrating the configuration of a motor and a machine system.

3 ist ein Blockschaltbild, das die interne Konfiguration einer Modellantwort-Berechnungseinheit darstellt. 3 Fig. 10 is a block diagram illustrating the internal configuration of a model response calculation unit.

4 ist ein Blockschaltbild, das die interne Konfiguration einer Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit darstellt. 4 FIG. 10 is a block diagram illustrating the internal configuration of an error correction amount calculating unit. FIG.

5 ist ein Blockschaltbild, das die interne Konfiguration einer Servo-Regelungseinheit darstellt. 5 is a block diagram illustrating the internal configuration of a servo control unit.

6 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel eines Bahnführungsfehlers, der während der Umkehr einer Bewegungsrichtung auftritt, darstellt. 6 Fig. 10 is a circuit diagram illustrating an example of a trajectory error occurring during the reversal of a direction of movement.

7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bahnführungsfehlers, der während der Umkehr der Bewegungsrichtung auftritt, darstellt. 7 FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a trajectory error occurring during the reversal of the direction of movement.

8 ist ein Diagramm, das zeitliche Änderungen eines Fehlerkorrekturmaßes und Signale, die sich auf das Fehlerkorrekturmaß während der Bewegungsrichtungsumkehr beziehen, darstellt. 8th FIG. 12 is a diagram illustrating changes over time of an error correction amount and signals related to the error correction amount during the movement direction reversal.

9 ist ein Blockschaltbild, das die interne Konfiguration einer Servo-Regelungseinheit, die in einer Servo-Regelungsvorrichtung umfasst ist, darstellt, gemäß einer zweiten Ausführungsform. 9 FIG. 10 is a block diagram illustrating the internal configuration of a servo control unit included in a servo control device according to a second embodiment. FIG.

10 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Motorendposition/einer Maschinenendposition und einer Positionsrückführung erläutert. 10 is a diagram explaining the relationship between a motor end position / a machine end position and a position feedback.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.Exemplary embodiments of the present invention will be explained below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.

Erste Ausführungsform First embodiment

1 ist ein Schaubild, das die Konfiguration einer Servo-Regelungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in der Figur dargestellt, ist eine Servo-Regelungsvorrichtung 100 mit einem Motor 5 und einem Maschinensystem 6 verbunden. 1 Fig. 12 is a diagram illustrating the configuration of a servo control apparatus in a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, is a servo-control device 100 with a motor 5 and a machine system 6 connected.

2 ist ein Schaubild, das die Konfiguration des Motors 5 und des Maschinensystems 6 darstellt. Der Motor 5 umfasst einen Servomotor 51 und einen Motorendpositionserfasser 52, der eine Motorendposition des Servomotors 51 (die Position des Motors 5) erfasst. Als Motorendpositionserfasser 52 wird, zum Beispiel, ein Drehgeber verwendet. Das Maschinensystem 6 weist eine Kugelrollspindel 61, eine Mutter 62 und einen Tisch 63, der zusammen mit der Mutter 62 beweglich ist und mit dem Servomotor 51 verbunden ist, auf. Ein Maschinenendpositionserfasser 64, der die Position des Tisches 63 (die Position des Maschinensystems 6) als eine Maschinenendposition erfasst, ist an dem Tisch 63 befestigt. Als Maschinenendpositionserfasser 64 wird, zum Beispiel, ein Linearmaßstab verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass eine direkt in dem Motorendpositionserfasser 52 erfasste Position ein Drehwinkel des Motors 5 ist. Der Winkel kann in die Länge in eine Bewegungsrichtung des Tisches 63 umgewandelt werden, indem der Winkel mit einer Kugelrollspindelsteigung multipliziert wird, welche die Tischbewegungsdistanz pro einer Umdrehung des Motors ist, und das Produkt durch einen Winkel 2π (rad) einer Drehung des Motors dividiert wird. In der folgenden Erklärung wird ein Wert, der in die Länge in die Tischbewegungsrichtung umgewandelt wurde, als die Motorendposition verwendet. 2 is a diagram showing the configuration of the engine 5 and the machine system 6 represents. The motor 5 includes a servomotor 51 and a motor end position detector 52 , the motor end position of the servomotor 51 (the position of the engine 5 ) detected. As motor end position detector 52 For example, a rotary encoder is used. The machine system 6 has a ball screw 61 , A mother 62 and a table 63 that together with the mother 62 is movable and with the servomotor 51 is connected. A machine end position detector 64 who is the position of the table 63 (the position of the machine system 6 ) is detected as a machine end position is at the table 63 attached. As machine end position detector 64 For example, a linear scale is used. It should be noted that a directly in the engine end position detector 52 detected position a rotation angle of the motor 5 is. The angle can be in the length in a direction of movement of the table 63 is converted by multiplying the angle with a ball screw pitch, which is the table movement distance per one revolution of the motor, and dividing the product by an angle 2π (rad) of a rotation of the motor. In the following explanation, a value converted to the length in the table moving direction is used as the motor end position.

Ein Positionsbefehl wird der Servo-Regelungsvorrichtung 100 eingegeben. Die Maschinenendposition, die durch den Maschinenendpositionserfasser 64 erfasst wird, und die Motorendposition, die durch den Motorendpositionserfasser 52 erfasst wird, werden auch der Servo-Regelungsvorrichtung 100 eingegeben. Die Servo-Regelungsvorrichtung 100 erzeugt, während sie einen Erfassungswert der Maschinenendposition und einen Erfassungswert der Motorendposition als Positionsrückführung verwendet, einen Drehmomentbefehlswert des Motors 5, so dass der Erfassungswert der Maschinenendposition dem Positionsbefehl folgt. Die Servo-Regelungsvorrichtung 100 gibt den erzeugten Drehmomentbefehlswert an den Motor 5 aus.A position command is given to the servo-control device 100 entered. The machine end position determined by the machine end position detector 64 is detected, and the engine end position by the engine end position detector 52 are also detected, the servo-control device 100 entered. The servo-control device 100 While using a detection value of the machine end position and a detection value of the motor end position as position feedback, a torque command value of the motor is generated 5 such that the detection value of the machine end position follows the position command. The servo-control device 100 gives the generated torque command value to the motor 5 out.

Die Servo-Regelungsvorrichtung 100 weist eine Modellantwort-Berechnungseinheit 1, eine Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit 2, eine Servo-Regelungseinheit 3 und eine Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 als Komponenten zum Erzeugen eines Drehmomentbefehlswertes auf.The servo-control device 100 has a model response calculation unit 1 , an error correction amount calculating unit 2 , a servo control unit 3 and an on-stop motor end movement amount measuring unit 4 as components for generating a torque command value.

Ein Positionsbefehl wird der Modellantwort-Berechnungseinheit 1 eingegeben. Die Modellantwort-Berechnungseinheit 1 gibt ein Ergebnis (eine Modellantwort), die durch Simulieren einer Antwort des Maschinensystems 6 erhalten wird, an den Positionsbefehl aus. Die ausgegebene Modellantwort ist ein Simulationswert (ein berechneter Wert) der Maschinenendposition, der auf der Grundlage des Positionsbefehls erzeugt wurde.A position command becomes the model response calculation unit 1 entered. The model response calculation unit 1 gives a result (a model response) by simulating a response of the machine system 6 is received at the position command. The output model response is a simulation value (a calculated value) of the machine end position generated based on the position command.

3 ist ein Blockschaltbild, das die interne Konfiguration der Modellantwort-Berechnungseinheit 1 darstellt. Die Modellantwort-Berechnungseinheit 1 weist eine Positionsregelungssimulationseinheit 41 und einen Integrator 42 auf. Die Positionsregelungssimulationseinheit 41 wendet eine rechnerische Verarbeitung an, welche die gleiche ist wie die später erklärte rechnerische Verarbeitung einer Positionsregelungseinheit 31, um eine Differenz zwischen einer Position, die durch den Positionsbefehl vorgegeben ist, und einer Modellantwort, die durch den Integrator 42 ausgegeben wird, zu erhalten und gibt einen Geschwindigkeitsbefehl der Maschinenendposition aus. Der Integrator 42 integriert die Ausgabe der Positionsregelungssimulationseinheit 41, um dabei die Modellantwort zu berechnen, und gibt die Modellantwort aus. 3 Figure 4 is a block diagram illustrating the internal configuration of the model response calculation unit 1 represents. The model response calculation unit 1 has a position control simulation unit 41 and an integrator 42 on. The position control simulation unit 41 applies a computational processing which is the same as the later explained computational processing of a position control unit 31 to obtain a difference between a position given by the position command and a model response given by the integrator 42 is output and outputs a speed command of the machine end position. The integrator 42 integrates the output of the position control simulation unit 41 to calculate the model response, and outputs the model response.

Der erfasste Wert der Motorendposition wird der Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 von dem Motor 5 eingegeben. Die Modellantwort wird der Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 von der Modellantwort-Berechnungseinheit 1 eingegeben. Die Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 misst und gibt ein Verschiebungsmaß der Motorendposition aus, während die Modellantwort anhält (ein Motorendbewegungsmaß während des Anhaltens).The detected value of the motor end position becomes the during-stop motor end movement amount measuring unit 4 from the engine 5 entered. The model response becomes the while-stopping-engine-end-motion-measurement unit 4 from the model response calculation unit 1 entered. The while-stopping engine stop moving measurement unit 4 measures and outputs a displacement amount of the engine end position while the model response stops (a motor end movement amount during stopping).

Im Besonderen berechnet die Während-Anhalten-Motorendbewegungsma8-Messeinheit 4 das Motorendbewegungsmaß während des Anhaltens, wie nachfolgend erklärt. Wenn sich die Modellgeschwindigkeit (erhalten durch Zeitableitung der Modellantwort) auf 0 ändert, speichert die Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 vorübergehend eine Motorendposition zu diesem Zeitpunkt. Danach, wenn sich die Modellgeschwindigkeit auf einen Wert anders als 0 ändert, gibt die Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 die Differenz zwischen einer Motorendposition zu diesem Zeitpunkt und die vorübergehend gespeicherte Motorendposition aus. Zu einem anderen Zeitpunkt als wenn sich die Modellgeschwindigkeit von 0 auf einen anderen Wert als 0 ändert, gibt die Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 einen Wert aus, der gleich ist wie der Wert einer Ausgabe des unmittelbar vorhergehenden Regelungszyklus.In particular, the on-stop engine final movement mega8 measuring unit calculates 4 the motor end movement amount during the stop, as explained below. When the model speed (obtained by time-derivative of the model response) changes to 0, the during-stop motor end movement-amount measuring unit stores 4 temporarily a motor end position at this time. Thereafter, when the model speed changes to a value other than 0, the during-stop motor end movement-amount measuring unit gives 4 the difference between a motor end position at this time and the temporarily stored motor end position. At a different time than when the model speed changes from 0 to a value other than 0, the while-stopping Motorendbewegungsmaß measuring unit 4 a value equal to the value of an output of the immediately preceding control cycle.

Es sei darauf hingewiesen, dass, zum Beispiel, zur Bestimmung, ob die Modellgeschwindigkeit 0 ist, die Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 einen Geschwindigkeitsschwellwert und einen Zeitschwellwert verwendet, die im Voraus eingestellt sind. Zuerst wird ein Zustand der Geschwindigkeit null als ein Zustand definiert, in dem ein Absolutwert der Modellgeschwindigkeit gleich oder kleiner als der Schwellwert der Geschwindigkeit ist. Dann, wenn der Zustand, während dem der Absolutwert der Modellgeschwindigkeit gleich oder kleiner als der Schwellwert der Geschwindigkeit ist, für eine Zeit gleich oder länger als die durch den Zeitschwellwert eingestellte Zeit fortbesteht, bestimmt die Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4, dass die Modellgeschwindigkeit 0 ist. Als Geschwindigkeitsschwellwert und Zeitschwellwert werden positive Konstanten von ungefähr minimaler Auflösung der Geschwindigkeit bzw. eines Abtastzyklus verwendet. Weil die Schwellwerte auf diese Weise eingestellt sind, ist es möglich, eine fehlerhafte Bestimmung eines Bewegungszustandes aufgrund eines Berechnungsfehlers oder dergleichen zu verhindern.It should be noted that, for example, for determining whether the model speed is 0, the during-stop motor end movement amount measuring unit 4 used a speed threshold and a time threshold set in advance. First, a state of zero speed is defined as a state in which an absolute value of the model speed is equal to or smaller than the threshold value of the speed. Then, when the state during which the absolute value of the model speed is equal to or smaller than the threshold value of the speed persists for a time equal to or longer than the time threshold set by the time threshold, the during-stop motor end movement amount measuring unit determines 4 in that the model speed is 0. As velocity threshold and time threshold, positive constants of approximately minimum resolution of the velocity and one sampling cycle, respectively, are used. Because the thresholds are set in this manner, it is possible to prevent erroneous determination of a state of motion due to a calculation error or the like.

Das Motorendbewegungsmaß während des Anhaltens wird der Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit 2 von der Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 eingegeben. Die Modellantwort wird der Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit 2 von der Modellantwort-Berechnungseinheit 1 eingegeben. Die Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit 2 berechnet ein Fehlerkorrekturmaß auf Grundlage eines im Voraus eingestellten Parameters, der Modellantwort und des Motorendbewegungsmaßes während des Anhaltens und gibt das Fehlerkorrekturmaß aus.The motor end movement amount during the stop becomes the error correction amount calculation unit 2 from while stopping engine stop moving measurement unit 4 entered. The model response becomes the error correction measure calculation unit 2 from the model response calculation unit 1 entered. The error correction amount calculating unit 2 calculates an error correction amount based on a parameter set in advance, the model response, and the motor end movement amount during the stop, and outputs the error correction amount.

4 ist ein Blockschaltbild, das die interne Konfiguration der Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit 2 darstellt. Die Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit 2 weist eine Vorzeichenberechnungseinheit 21 und eine Fehlerkorrekturmaß-Ausgabeeinheit 22 auf. Die Vorzeichenberechnungseinheit 21 berechnet das Vorzeichen einer Änderungsrate einer Ausgabe der Modellantwort-Berechnungseinheit 1, das heißt, das Vorzeichen der Modellgeschwindigkeit. Insbesondere gibt die Vorzeichenberechnungseinheit 21 1 aus, wenn die Modellgeschwindigkeit plus ist, und gibt einen Wert von –1 aus, wenn Die Modellgeschwindigkeit minus ist. Wenn die Modellgeschwindigkeit 0 ist, gibt die Vorzeichenberechnungseinheit 21 ein Vorzeichen unmittelbar, bevor die Modellgeschwindigkeit sich auf 0 ändert, aus. Deshalb kann die Ausgabe der Vorzeichenberechnungseinheit 21 1 oder –1 annehmen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bestimmung betreffend, ob die Modellgeschwindigkeit 0 ist, durch ein Verfahren durchgeführt werden kann, das dem durch die Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 durchgeführten Verfahren gleich ist. 4 FIG. 12 is a block diagram showing the internal configuration of the error correction amount calculating unit. FIG 2 represents. The error correction amount calculating unit 2 has a sign calculation unit 21 and an error correction amount output unit 22 on. The sign calculation unit 21 calculates the sign of a rate of change of an output of the model response calculation unit 1 that is, the sign of model speed. In particular, the sign calculation unit returns 21 1 if the model speed is plus, and outputs a value of -1 if the model speed is minus. If the model speed is 0, the sign calculation unit returns 21 a sign immediately before the model speed changes to 0, off. Therefore, the output of the sign calculation unit 21 Accept 1 or -1. It should be noted that the determination as to whether the model speed is 0 can be made by a method similar to that of the on-stop motor end movement amount measuring unit 4 procedure is the same.

Wenn sich die Ausgabe der Vorzeichenberechnungseinheit 21 ändert, das heißt, wenn die Ausgabe aus der Vorzeichenberechnungseinheit 21 sich von 1 auf –1 oder von –1 auf 1 ändert, verändert die Fehlerkorrekturmaß-Ausgabeeinheit 22 das Fehlerkorrekturmaß. Das Änderungsmaß des Fehlerkorrekturmaßes durch die Fehlerkorrekturmaß-Ausgabeeinheit 22 ist ein Wert, der durch Subtrahieren des Motorendgeschwindigkeitsmaßes während des Anhaltens von einem Wert, der im Voraus als ein Parameter festgehalten wird, erhalten wird. Die Richtung, in der die Fehlerkorrekturmaß-Ausgabeeinheit 22 das Fehlerkorrekturmaß verändert, ist die gleiche, in die sich die Ausgabe der Vorzeichenberechnungseinheit 21 verändert. Das heißt, dass die Fehlerkorrekturmaß-Ausgabeeinheit 22 das Fehlerkorrekturmaß reduziert, wenn die Ausgabe der Vorzeichenberechnungseinheit 21 sich von 1 auf –1 verändert und das Fehlerkorrekturmaß vergrößert, wenn die Ausgabe der Vorzeichenberechnungseinheit 21 sich von –1 auf 1 verändert. Der in der Fehlerkorrekturmaß-Ausgabeeinheit 22 festgehaltene Parameter ist ein maximales Änderungsmaß der Abweichung zwischen der Maschinenendposition und der Motorendposition während der Umkehr der Bewegungsrichtung einer Zugspindel. Details des Parameters werden nachfolgend erläutert. Das Fehlerkorrekturmaß verändert sich schrittweise, wenn sich die Bewegungsrichtung der Zugspindel (das heißt, eine Bewegungsrichtung der Mutter 62 und des Tisches 63) umkehrt.If the output of the sign calculation unit 21 that is, when the output from the sign calculation unit 21 changes from 1 to -1 or from -1 to 1 changes the error correction amount output unit 22 the error correction measure. The amount of change of the error correction amount by the error correction amount output unit 22 is a value obtained by subtracting the final motor speed measure while stopping from a value previously recorded as a parameter. The direction in which the error correction amount output unit 22 the error correction amount is changed is the same as the output of the sign calculation unit 21 changed. That is, the error correction amount output unit 22 reduces the error correction amount when the output of the sign calculation unit 21 changes from 1 to -1 and increases the error correction amount when the output of the sign calculation unit 21 changed from -1 to 1 The in the error correction amount output unit 22 The parameter recorded is a maximum amount of change in the deviation between the machine end position and the motor end position during the reversal of the direction of movement of a tension spindle. Details of the parameter are explained below. The error correction amount gradually changes as the moving direction of the pulling spindle (that is, a moving direction of the nut 62 and the table 63 ) reverses.

5 ist ein Blockschaltbild, das die interne Konfiguration der Servo-Regelungseinheit 3 darstellt. Die Servo-Regelungseinheit 3 weist eine Positionsregelungseinheit 31, eine Geschwindigkeitsregelungseinheit 32, eine Ableitungsoperation-Einheit 33 und eine Korrekturmaß-Ableitungsoperationeinheit 34 auf. 5 is a block diagram showing the internal configuration of the servo control unit 3 represents. The servo control unit 3 has a position control unit 31 , a cruise control unit 32 , a derivation operation unit 33 and a corrective-derivative operation unit 34 on.

Die Differenz (eine positive Abweichung) zwischen dem Positionsbefehl und der Maschinenendposition wird der Positionsregelungseinheit 31 eingegeben. Die Positionsregelungseinheit 31 führt eine vorbestimmte Positionsregelungsverarbeitung, wie eine Proportionalregelung, unter Verwendung der Positionsabweichung zum Berechnen eines Geschwindigkeitsbefehls aus und gibt den Geschwindigkeitsbefehl aus. Alternativ wird das Fehlerkorrekturmaß in der Korrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34 abgeleitet. Die Motorendposition wird in der Ableitungsoperation-Einheit 33 abgeleitet. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Arten der Ableitungsverarbeitung in einem System mit diskreter Zeit durch Differenzenverarbeitung ersetzt werden. Das heißt, dass ein Wert, der durch Dividieren einer Differenz zwischen der momentanen Motorendposition und einer Motorendposition einer unmittelbar vorhergehenden Abtastung durch einen Regelungsverarbeitungskreis erhalten wird, als ein angenäherter Ableitungswert verwendet wird.The difference (a positive deviation) between the position command and the machine end position becomes the position control unit 31 entered. The position control unit 31 performs predetermined position control processing, such as proportional control, using the position deviation to calculate a speed command, and outputs the speed command. Alternatively, the error correction amount in the correction-dimension deriving operation unit becomes 34 derived. The motor end position becomes in the derivative operation unit 33 derived. It should be noted that these types of derivative processing in a discrete time system Difference processing to be replaced. That is, a value obtained by dividing a difference between the current engine end position and an engine end position of an immediately preceding one by a control processing circuit is used as an approximate derivative value.

Wie zuvor erläutert, ist das Fehlerkorrekturmaß ein schrittweises Signal. Deshalb wird, wenn das Fehlerkorrekturmaß abgeleitet wird, das schrittweise Signal in ein impulsähnliches Signal abgeleitet. Dies ist manchmal unerwünscht. In einem solchen Fall wird eine Pseudoableitung an Stelle der Ableitung in der Korrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34 ausgeführt. Insbesondere führt die Korrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34 eine Differenzenverarbeitung des Fehlerkorrekturmaßes aus und wirkt als ein Tiefpassfilter mit einer vorbestimmten Zeitkonstante auf das Fehlerkorrekturmaß nach der Differenzenverarbeitung ein, wobei sie einen impulsähnlichen Spitzenwert erzeugt, der sich in einem Fehlersignalkorrekturmaß nach der Differenzenverarbeitung weniger scharf zeigt. Wenn die Zeitkonstante des Tiefpassfilters für die Pseudoableitung durch Td dargestellt wird, wird die Übertragungsfunktion Gd(s) des Tiefpassfilters für die Pseudoableitung durch den folgenden Ausdruck 1 ausgedrückt: Gd(s) = 1/(1 + Td·s) (Ausdruck 1) As previously explained, the error correction measure is a stepwise signal. Therefore, when the error correction amount is derived, the stepwise signal is derived into a pulse-like signal. This is sometimes undesirable. In such case, a dummy lead will be substituted for the derivative in the correction measure deriving operation unit 34 executed. In particular, the corrective-derivative operation unit performs 34 a difference processing of the error correction amount and acts as a low-pass filter having a predetermined time constant on the error correction amount after the difference processing, generating a pulse-like peak value which is less sharp in an error signal correction amount after the difference processing. When the time constant of the low-pass filter for the dummy derivation is represented by Td, the transfer function Gd (s) of the low-pass filter for the dummy derivation is expressed by the following Expression 1: Gd (s) = 1 / (1 + Td · s) (Expression 1)

Es sei darauf hingewiesen, dass die Zeitkonstante Td des Tiefpassfilters für die Pseudoableitung im Voraus angepasst ist, so dass die Höhe des Spitzenwertes des Signals nach der Pseudoableitung gleich oder niedriger als ein festgesetztes Niveau ist.It should be noted that the time constant Td of the low-pass filter for the pseudo-derivative is adjusted in advance so that the height of the peak value of the signal after the pseudo-derivation is equal to or lower than a set level.

Ein Wert wird durch Subtrahieren einer Ausgabe der Ableitungsoperation-Einheit 33 von der Summe der Geschwindigkeitsbefehle erhalten, welcher die Ausgabe der Positionsregelungseinheit 31 ist; und eine Ausgabe der Korrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34 wird in die Geschwindigkeitsregelungseinheit 32 eingegeben. Die Geschwindigkeitsregelungseinheit 32 wendet eine vorbestimmte Geschwindigkeitsregelungsverarbeitung, wie eine Proportional-/Integralregelung, auf den Eingabewert an, um dabei einen Drehmomentbefehl zu berechnen, und gibt den Drehmomentbefehl aus.A value is obtained by subtracting an output of the derivative operation unit 33 obtained from the sum of the speed commands which the output of the position control unit 31 is; and an output of the corrective derivative operation unit 34 gets into the cruise control unit 32 entered. The speed control unit 32 applies a predetermined speed control processing, such as a proportional / integral control, to the input value to thereby calculate a torque command, and outputs the torque command.

Nachfolgend werden ein in der Fehlerkorrekturmaß-Ausgabeeinheit 22 eingestellter Parameter und ein Prinzip erläutert, dass durch Konfigurieren der Servo-Regelungsvorrichtung 100, wie zuvor erklärt, ein Bahnführungsfehler zwischen der Maschinenendposition der durch den Positionsbefehl vorgegebenen Position (die Befehlsposition) reduziert werden kann, sogar, wenn sich die Bewegungsrichtung der Zugspindel umkehrt.The following will be incorporated in the error correction amount output unit 22 set parameter and a principle explains that by configuring the servo-control device 100 As explained above, even when the traveling direction of the drawing spindle reverses, a trajectory error between the machine end position of the position commanded by the position command (the command position) can be reduced.

Wenn ein Spiel (z. B. Schlupf in der Kugelrollspindel) in dem Maschinensystem 6 vorhanden ist, ist zwischen der Motorendposition und der Maschinenendposition eine Abweichung mit derselben Größe wie der Spielbetrag vorhanden. Deshalb folgt in einem stationären Zustand der Bewegung in die gleiche Richtung die Motorendposition dem Positionsbefehl mit einer Verschiebung eines festen Maßes, das dem Spielbetrag entspricht. Eine Abweichung zwischen der Motorendposition und der Maschinenendposition, das heißt, eine relative Position der Motorendposition zu der Maschinenendposition, wird als Maschinenabweichung bezeichnet. Die Maschinenabweichung ist ein fester Wert, falls die Bewegung bei fester Geschwindigkeit stattfindet. Ein Vorzeichen der Maschinenabweichung ändert sich gemäß der Bewegungsrichtung. Das heißt, dass im Falle einer Bewegung bei fester Geschwindigkeit in positive Richtung die Maschinenabweichung positiv ist, weil sich das Motorende in einer Position befindet, die um einen festen Betrag, der dem Spielbetrag entspricht, in die positive Richtung in Bezug auf das Maschinenende verschoben ist. Umgekehrt ist im Falle der Bewegung in negative Richtung die Maschinenabweichung negativ, weil sich das Motorende in einer in negative Richtung in Bezug auf das Maschinenende verschobenen Position befindet.When a game (eg, slippage in the ball screw) in the machine system 6 is present, a deviation of the same size as the amount of play exists between the engine end position and the machine end position. Therefore, in a stationary state of movement in the same direction, the motor end position follows the position command with a shift of a fixed amount corresponding to the amount of play. A deviation between the engine end position and the machine end position, that is, a relative position of the engine end position to the engine end position is referred to as a machine deviation. The machine deviation is a fixed value if the movement takes place at fixed speed. A sign of the machine deviation changes according to the direction of movement. That is, in the case of fixed-speed movement in the positive direction, the machine deviation is positive because the motor end is in a position shifted by a fixed amount corresponding to the amount of play in the positive direction with respect to the machine end , Conversely, in the case of movement in the negative direction, the machine deviation is negative because the motor end is in a position shifted in the negative direction with respect to the machine end.

In einem vollständig geschlossenen Regelungssystem, in dem die Maschinenendposition als ein Rückführungssignal verwendet wird, folgt die Maschinenendposition im Allgemeinen dem Positionsbefehl. Die Motorendposition ist eine Position, die gegenüber der Befehlsposition um einen Betrag der Maschinenabweichung verschoben ist.In a fully closed loop control system where the machine end position is used as a feedback signal, the machine end position generally follows the position command. The motor end position is a position that is shifted from the command position by an amount of machine deviation.

Weil sich das Vorzeichen der Maschinenabweichung abhängig von der Bewegungsrichtung ändert, wenn sich die Bewegungsrichtung umkehrt, ändert sich die Maschinenabweichung schrittweise. Deshalb ist es nötig, die Motorendposition schrittweise zu bewegen, um im Falle eines vollständig geschlossenen Regelungssystems die Bewegungsrichtungsumkehr der Maschinenendposition ohne eine Bahnverzögerung zu realisieren. Allerdings kann sich die Motorendposition tatsächlich nicht schrittweise bewegen und bewegt sich verspätet mit einer Geschwindigkeit, die einer Antwortzeitkonstante des Rückführungsregelungssystems entspricht. Im Ergebnis ist die Bewegungsrichtungsumkehr der Maschinenendposition verzögert. Ein Bahnführungsfehler, welcher ein Fehler einer Übergangsposition in Bezug auf die Befehlsposition ist, tritt auf.Because the sign of the machine deviation changes depending on the direction of movement when the direction of movement reverses, the machine deviation changes stepwise. Therefore, it is necessary to stepwise move the motor end position to realize the moving direction reversal of the machine end position without a trajectory deceleration in the case of a fully closed loop control system. Actually, the engine end position can not actually move step by step and moves late at a speed corresponding to a response time constant of the feedback control system. As a result, the movement direction reversal of the machine end position is delayed. A path error, which is an error of a transition position with respect to the command position, occurs.

Der Bahnführungsfehler fluktuiert gemäß der Größen der Maschinenabweichungen vor und nach der Bewegungsrichtungsumkehr. Das heißt, weil eine Veränderung in den Maschinenabweichungen vor und nach der Bewegungsrichtungsumkehr größer wird, wird auch der Bahnführungsfehler in Bezug auf die Befehlsposition der Maschinenendposition größer. Die Ursache für die Bahnführungsverzögerung der Maschinenendposition ist, dass die Motorendposition sich nicht schrittweise verändern kann.The trajectory error fluctuates according to the magnitudes of the machine deviations before and after the reversal of the movement direction. That is, because a change in the machine deviations before and after the reversal of the direction of movement becomes larger, the web-tracking error also becomes the command position of the machine end position greater. The cause of the trajectory delay of the machine end position is that the motor end position can not change step by step.

Deshalb wird, um den Bahnführungsfehler der Maschinenendposition während der Umkehr der Bewegungsrichtung zu reduzieren, in der ersten Ausführungsform eine Differenz zwischen der Maschinenabweichung und der Bewegung in die positive Richtung und der Maschinenabweichung in die Bewegung in der negativen Richtung (das maximale Änderungsmaß der Abweichung während der Umkehr der Bewegungsrichtung der Zugspindel) im Voraus als der Parameter der Fehlerkorrekturmaß-Ausgabeeinheit 22 gespeichert. Die Servo-Regelungseinheit 3 addiert ein schrittweises Korrekturmaß, welches einen Wert des Parameters als die Höhe einer Stufe hat, zu der Motorendposition hinzu. Das heißt, dass der Parameter ein Wert ist, der durch Aufaddieren des Spielbetrages (ein Absolutwert) zu dem Zeitpunkt, wenn die Zugspindel in die positive Richtung bewegt wird und des Spielbetrages (ein Absolutwert) zu dem Zeitpunkt, wenn die Zugspindel in die negative Richtung bewegt wird, erhalten wird. Es wird darauf hingewiesen, dass in dem vollständig geschlossenen Regelsystem die Motorendposition einmal in der Servo-Regelungseinheit 3 abgeleitet wird und zu dem Geschwindigkeitsbefehl als eine Geschwindigkeitsrückführung addiert wird. Deshalb ist das Korrekturmaß auch dazu ausgebildet, einmal abgeleitet zu werden und zu dem Geschwindigkeitsbefehl addiert zu werden.Therefore, in the first embodiment, to reduce the web guide error of the machine end position during the reversal of the moving direction, a difference between the machine deviation and the movement in the positive direction and the machine deviation in the movement in the negative direction (the maximum amount of variation of the deviation during the Reversing the direction of movement of the pulling spindle) in advance as the parameter of the error correction amount output unit 22 saved. The servo control unit 3 adds a stepwise correction measure having a value of the parameter as the height of a step to the motor end position. That is, the parameter is a value obtained by adding up the game amount (an absolute value) at the time when the pulling spindle is moved in the positive direction and the game amount (an absolute value) at the time when the pulling spindle in the negative direction is moved is obtained. It should be noted that in the fully closed control system, the motor end position once in the servo control unit 3 is derived and added to the velocity command as a velocity feedback. Therefore, the correction amount is also designed to be derived once and added to the velocity command.

Des Weiteren regelt während des Anhaltens das vollständig geschlossene Regelungssystem nur die Maschinenendposition, so dass sie eine Position wird, die der Befehlsposition gleich ist, und es kann nicht direkt die Maschinenabweichung regeln. Deshalb, beispielsweise wenn einmal angehalten, wenn die Bewegungsposition umgekehrt wird, ist es wahrscheinlich, dass die Maschinenabweichung sich während des Anhaltens ändert. Weil sich die Maschinenendposition während des Anhaltens nicht ändert, ist es möglich, durch Beobachten der Veränderung in der Motorendposition während des Anhaltens die Veränderung in der Maschinenabweichung während des Anhaltens zu erhalten.Further, during stoppage, the fully closed control system only controls the machine end position to become a position equal to the command position, and it can not directly control the machine deviation. Therefore, for example, once stopped when the move position is reversed, it is likely that the machine deviation will change during the stop. Because the machine end position does not change during stoppage, it is possible to obtain the change in machine deviation during stoppage by observing the change in the engine end position during stoppage.

Deshalb berechnet in der ersten Ausführungsform die Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Messeinheit 4 das Motorendbewegungsmaß während des Anhaltens. Die Fehlerkorrekturmaß-Ausgabeeinheit 22 stellt den Wert des Änderungsmaßes (die Höhe der Stufe) des Fehlerkorrekturmaßes auf den Wert ein, der durch Subtrahieren des Motorendbewegungsmaßes während des Anhaltens von dem durch den Parameter gegebenen Wert erhalten wird. Weil die Fehlerkorrekturmaß-Ausgabeeinheit 22 als das Änderungsmaß des Fehlerkorrekturmaßes den Wert einstellt, der durch Subtrahieren des Bewegungsmaßes des Motorendes während des Anhaltens von dem ursprünglichen Parameter erhalten wird, sogar falls Fluktuationen der Maschinenabweichung während des Anhaltens auftreten, ist es möglich, das Fehlerkorrekturmaß mit einer angemessenen Größe, die der Maschinenabweichung während der Umkehr der Bewegungsrichtung entspricht, auszugeben.Therefore, in the first embodiment, the on-stop engine final movement amount measuring unit calculates 4 the motor end movement measurement during the stop. The error correction measure output unit 22 sets the value of the amount of change (the height of the step) of the error correction amount to the value obtained by subtracting the motor end movement amount during stopping from the value given by the parameter. Because the error correction measure output unit 22 As the rate of change of the error correction amount adjusts the value obtained by subtracting the amount of movement of the motor end during stopping from the original parameter, even if fluctuation of the machine deviation occurs during stoppage, it is possible to obtain the error correction amount with an appropriate size, that of the machine deviation during the reversal of the direction of movement corresponds to spend.

6 und 7 sind Schaltbilder, die Beispiele von Bahnführungsfehlern darstellen, die während der Umkehr der Bewegungsrichtung auftreten. In den Beispielen, die in 6 bzw. 7 dargestellt sind, wird angenommen, dass gekrümmte Formen in einer XY-Ebene vorgegeben sind, wenn eine X-Achse bzw. eine Y-Achse durch unabhängige Servo-Regelungsvorrichtungen 100 kontrolliert werden. In 6 und 7 zeigen dünne durchgezogene Linien die Befehlsbahnen an, die durch Befehlspositionen auf der X-Achse und der Y-Achse bestimmt sind. Gestrichelte Linien zeigen Motorendbahnen an, die Bahnen sind, die durch Motorendpositionen auf der X-Achse und der Y-Achse bestimmt sind. Dicke durchgezogene Linien zeigen Maschinenendbahnen an, die durch die Maschinenendposition bestimmt sind. In dem in 6 dargestellten Beispiel hält die Befehlsposition auf der Y-Achse im Falle einer Bewegungsrichtungsumkehr auf der Y-Achse nicht an. In dem in 7 dargestellten Beispiel hält die Befehlsposition auf der Y-Achse im Falle der Bewegungsrichtungsumkehr auf der Y-Achse einmal an. 6 and 7 are diagrams illustrating examples of trajectory errors that occur during the reversal of the direction of movement. In the examples given in 6 respectively. 7 are shown, it is assumed that curved shapes are given in an XY plane when an X-axis and a Y-axis, respectively, by independent servo-control devices 100 to be controlled. In 6 and 7 Thin solid lines indicate the command paths determined by command positions on the X-axis and the Y-axis. Dashed lines indicate engine trajectories, which are orbits determined by engine end positions on the X-axis and the Y-axis. Thick solid lines indicate machine trajectories determined by the machine end position. In the in 6 The example shown does not stop the command position on the Y axis in the case of reversing the movement direction on the Y axis. In the in 7 The example shown stops the command position on the Y axis once in the case of reversing the movement direction on the Y axis.

Im Fall des in 6 dargestellten Beispiels gibt es einen Ort, an dem die Bewegungsrichtung auf der Y-Achse auf halbem Weg umgekehrt wird. Eine Maschinenabweichung auf der Y-Achse ist ein positiver fester Wert bis zur Bewegungsrichtungsumkehr, die nach der Bewegungsrichtungsumkehr ein negativer fester Wert wird. Dies tritt auf, weil in dem Maschinensystem auf der Y-Achse Spiel vorhanden ist und die Motorendposition um einen dem Spiel entsprechenden Betrag vorausbewegt werden muss, um zu bewirken, dass die Maschinenendposition der Befehlsposition folgt. Weil sich die Abweichung zwischen der Motorendposition und der Maschinenendposition zwischen der Umkehr der Bewegungsrichtung in hohem Maße ändert, zeigt sich ein der Änderung entsprechender Bahnführungsfehler als ein Fehler der Maschinenendbahn in Bezug auf die Befehlsbahn.In the case of in 6 As shown, there is a place where the direction of movement on the Y axis is reversed half way. A machine deviation on the Y-axis is a positive fixed value until the reversal of the direction of motion which becomes a negative fixed value after the reversal of the direction of movement. This occurs because there is clearance in the machine system on the Y axis and the motor end position must be advanced by an amount corresponding to the game to cause the machine end position to follow the command position. Because the deviation between the motor end position and the machine end position varies greatly between the reversal of the direction of travel, a change in the corresponding path error is manifested as an error of the machine end path with respect to the command path.

Die Servo-Regelungsvorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform speichert im Voraus als einen Parameter die Differenz zwischen der Maschinenabweichung während einer positiven Richtungsbewegung und die Maschinenabweichung während einer negativen Richtungsbewegung und addiert in der Y-Achsen-Bewegungsrichtungsumkehrposition ein Fehlerkorrekturmaß, das einen Korrekturimpuls beinhaltet, der eine Größe hat, die der Differenz zu dem Positionsbefehl entspricht. In der Folge wird der Bahnführungsfehler der Maschinenendbahn in Bezug auf die Befehlsbahn während der Umkehr der Bewegungsrichtung reduziert. Es sei darauf hingewiesen, dass im Falle des in 6 dargestellten Beispiels während der Umkehr der Bewegungsrichtung auf der Y-Achse die Servo-Regelungsvorrichtung 100 das Fehlerkorrekturmaß in der negativen Richtung zu dem Positionsbefehl auf der Y-Achse addiert.The servo-control device 100 in the first embodiment stores in advance as a parameter the difference between the machine deviation during a positive directional movement and the machine deviation during a negative directional movement and adds in the Y-axis moving direction reversing position an error correction amount including a Includes a correction pulse having a magnitude corresponding to the difference to the position command. As a result, the trajectory error of the machine trajectory with respect to the instruction trajectory during the reversal of the direction of travel is reduced. It should be noted that in case of in 6 illustrated during the reversal of the direction of movement on the Y-axis, the servo-control device 100 the error correction amount in the negative direction is added to the position command on the Y axis.

Des Weiteren gibt es in dem Fall des in 7 dargestellten Beispiels einen Ort, an dem die Bewegung auf der Y-Achse auf halbem Weg anhält. Des Weiteren zeigt sich ein Ort, an dem sich die Bewegungsrichtung auf der Y-Achse umkehrt, nach dem Ort. Die Maschinenabweichung auf der Y-Achse ist ein positiver fester Wert bis zu dem Anhalteort und zeigt das Verhalten der Annäherung an 0 Stück für Stück von dem Anhalteort zu dem Bewegungsrichtungsumkehrort. Anschließend, nach dem Bewegungsrichtungsumkehrort, ist die Maschinenabweichung ein negativer fester Wert. Die Maschinenabweichung nähert sich 0 während des Anhaltens, weil zwischen dem Motorende und dem Maschinenende ein Federelement vorhanden ist; und eine Verdrehung, die durch das Federelement während der Bewegung verursacht wird, wird Stück für Stück während des Anhaltens umgekehrt.Furthermore, in the case of in 7 a location where the movement on the Y-axis stops midway. Furthermore, a location where the direction of movement on the Y axis is reversed, according to the location. The machine deviation on the Y-axis is a positive fixed value up to the stopping point and shows the behavior of approaching 0 piece by piece from the stopping place to the traveling direction reversing location. Then, after the direction of travel reversal, the machine deviation is a negative fixed value. The machine deviation approaches 0 during stopping because there is a spring element between the motor end and the machine end; and a twist caused by the spring member during the movement is reversed piece by piece during the stop.

Ein Bahnführungsfehler tritt in der Maschinenendbahn während der Umkehr der Y-Achsen-Bewegungsrichtung auf. Allerdings ist, weil das Änderungsmaß der Maschinenabweichung, verglichen mit dem Fall der 6, klein ist, der Bahnführungsfehler der Maschinenendbahn auch klein, verglichen mit dem Fall der 6. Wenn in dem in 7 dargestellten Fall eine Korrektur gleich wie die Korrektur in dem Fall des in 6 dargestellten Beispiels durchgeführt wird, wird das Korrekturmaß übermäßig groß.A trajectory error occurs in the machine trajectory during the reversal of the Y-axis direction of travel. However, because the rate of change of machine deviation, compared with the case of 6 Also, small, the web guideway error of the machine end track is small compared to the case of the 6 , If in the in 7 a correction same as the correction in the case of in 6 In the example shown, the correction amount becomes excessively large.

Die Servo-Regelungsvorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform misst das Motorendbewegungsmaß während des Anhaltens und reduziert die Größe des Fehlerkorrekturmaßes, das während der Umkehr der Bewegungsrichtung durch das Motorendbewegungsmaß während des Anhaltens ausgegeben wird. Deshalb ist es möglich, sogar falls sich die Maschinenabweichung während des Anhaltens ändert, den Bahnführungsfehler der Maschinenendbahn in Bezug auf die Befehlsbahn während der Umkehr der Bewegungsrichtung zu reduzieren. In dem Fall des in 7 dargestellten Beispiels addiert die Servo-Regelungsvorrichtung 100 das Fehlerkorrekturmaß in der negativen Richtung zu dem Positionsbefehl auf der Y-Achse während der Umkehr der Bewegungsrichtung auf der Y-Achse. Die Größe des Korrekturmaßes, das an diesem Punkt hinzuaddiert werden soll, ist um das Änderungsmaß der Motorendposition von dem Anhalten zu der Bewegungsrichtungsumkehr auf der Y-Achse kleiner, als die Größe des Korrekturmaßes, das im Fall von 6 verwendet wird.The servo-control device 100 In the first embodiment, the motor end movement amount during stopping measures and reduces the magnitude of the error correction amount output during the reversal of the moving direction by the motor end movement amount during stoppage. Therefore, even if the machine deviation changes during stopping, it is possible to reduce the trajectory error of the machine trajectory with respect to the instruction trajectory during the reversal of the moving direction. In the case of in 7 The example adds the servo-control device 100 the error correction amount in the negative direction to the position command on the Y axis during the reversal of the movement direction on the Y axis. The size of the correction amount to be added at this point is smaller than the amount of the correction amount that is in the case of... By the amount of change of the motor end position from the stop to the moving direction reversal on the Y axis 6 is used.

Ein Beispiel vorübergehender Änderungen der Modellantwort, der Motorendposition, des Motorendbewegungsmaßes während des Anhaltens und des Fehlerkorrekturmaßes auf der Y-Achse in dem in 7 dargestellten Beispiel ist in 8 dargestellt. Wenn die Bewegung der Modellantwort anhält, wird ein Integral des Motorendbewegungsmaßes während des Anhaltens begonnen. Anschließend, wenn sich die Bewegungsrichtung von positiv auf negativ ändert, wird das Fehlerkorrekturmaß in die negative Richtung geändert. Das Änderungsmaß des Fehlerkorrekturmaßes an diesem Punkt ist ein Wert, der durch Subtrahieren eines Motorendbewegungsmaßes während des Anhaltens m zu einem Zeitpunkt der Umkehr von einem Parameter d erhalten wird. Nachdem die Bewegungsrichtung umgekehrt ist, wird das Motorendbewegungsmaß während des Anhaltens auf null reduziert und das Fehlerkorrekturmaß behält einen Wert nach der Änderung.An example of transient changes of the model response, the engine end position, the motor end movement amount during the stop, and the error correction amount on the Y axis in the in 7 example shown is in 8th shown. When the movement of the model response stops, an integral of the motor end movement amount is started during the stop. Subsequently, when the moving direction changes from positive to negative, the error correction amount is changed in the negative direction. The amount of change of the error correction amount at this point is a value obtained by subtracting a motor end movement amount during stopping m at a time of reversal from a parameter d. After the moving direction is reversed, the motor end moving amount during stop is reduced to zero and the error correction amount keeps a value after the change.

Wie zuvor erläutert, umfasst die Servo-Regelungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform die Modellantwort-Berechnungseinheit 1, die die Modellantwort berechnet, die ein berechneter Wert der Maschinenendposition ist; die Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-Berechnungseinheit 4, die das Motorendbewegungsmaß während des Anhaltens misst, welches das Verschiebungsmaß eines Erfassungswertes der Motorendposition in einem Zeitraum ab dem Zeitpunkt, wenn sich der berechnete Wert der Maschinenendposition auf null ändert, bis sich der berechnete Wert auf einen anderen Wert als null ändert; und die Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit 2, die ein Fehlerkorrekturmaß auf Grundlage eines im Voraus eingestellten Parameters, der das maximale Änderungsmaß der Abweichung zwischen der Maschinenendposition und der Motorendposition während der Umkehr der Bewegungsrichtung der Zugspindel anzeigt, des berechneten Wertes der Maschinenendposition und des Motorendbewegungsmaßes während des Anhaltens berechnet. Die Servo-Regelungseinheit 3 stellt den Erfassungswert der Maschinenendposition und den Erfassungswert der Motorendposition als eine Positionsrückführung ein und berechnet einen Drehmomentbefehl unter Verwendung des Fehlerkorrekturmaßes. Gemäß der ersten Ausführungsform wird der Drehmomentbefehl unter Verwendung des Fehlerkorrekturmaßes berechnet, das auf Grundlage des maximalen Änderungsmaßes der Abweichung zwischen der Maschinenendposition und der Motorendposition während der Umkehr der Bewegungsrichtung der Zugspindel berechnet wird. Deshalb ist es möglich, wenn sich die Abweichung zwischen der Motorendposition und der Maschinenendposition plötzlich während der Umkehr der Bewegungsrichtung ändert, den Bahnführungsfehler in Bezug auf eine Befehlsposition der Maschinenendposition, die nach der Bewegungsrichtungsumkehr erzeugt wird, zu reduzieren. Das Fehlerkorrekturmaß wird unter Berücksichtigung des Motorendbewegungsmaßes während des Anhaltens berechnet. Deshalb ist es möglich, sogar wenn ein Befehl für ein vorübergehendes Anhalten vor der Bewegungsrichtungsumkehr gegeben ist, den Bahnführungsfehler in Bezug auf die Befehlsposition der Maschinenendposition, die nach der Bewegungsrichtungsumkehr erzeugt wird, zu reduzieren. Das Fehlerkorrekturmaß wird unter Berücksichtigung des Motorendbewegungsmaßes während des Anhaltens berechnet. Deshalb ist es möglich, wenn die Abweichung zwischen der Motorendposition und der Maschinenendposition sich während der Umkehr der Bewegungsrichtung in hohem Maße ändert, das Auftreten der Situation, in der das Fehlerkorrekturmaß zu früh wirkt, die Korrektur der Position nach der Bewegungsrichtungsumkehr eine übermäßige Wirkung hat und ein Bahnführungsfehler auftritt, zu verhindern. Wie zuvor erläutert, ermöglicht die Servo-Regelungsvorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform die vollständig geschlossene Regelung, in der der Bahnführungsfehler zwischen der Maschinenendposition und der Befehlsposition reduziert wird, sogar wenn sich die Bewegungsrichtung der Zugspindel umkehrt.As previously explained, the servo-control device comprises 100 According to the first embodiment, the model response calculation unit 1 calculating the model response which is a calculated value of the machine end position; the during-stop motor end-motion-amount calculating unit 4 measuring the motor end movement amount during the stop, which changes the shift amount of a detection value of the engine end position in a period from when the calculated value of the engine end position changes to zero until the calculated value changes to a value other than zero; and the error correction amount calculating unit 2 that calculates an error correction amount based on a preset parameter indicating the maximum amount of change in the deviation between the machine end position and the motor end position during the reversal of the direction of movement of the tractor spindle, the calculated value of the machine end position and the motor end movement amount during the stop. The servo control unit 3 sets the detection value of the machine end position and the detection value of the motor end position as a position feedback, and calculates a torque command using the error correction amount. According to the first embodiment, the torque command is calculated using the error correction amount calculated based on the maximum amount of change of the deviation between the machine end position and the engine end position during the reversal of the direction of movement of the tension spindle. Therefore, it is possible if the deviation between the motor end position and the Machine end position suddenly changes during the reversal of the direction of movement to reduce the web guide error with respect to a command position of the machine end position, which is generated after the movement direction reversal. The error correction amount is calculated in consideration of the motor end movement amount during stoppage. Therefore, it is possible to reduce the trajectory error with respect to the command position of the machine end position generated after the moving direction reversal even when a command for a temporary stop before the reversal of the direction of movement is given. The error correction amount is calculated in consideration of the motor end movement amount during stoppage. Therefore, if the deviation between the motor end position and the machine end position changes greatly during the reversal of the moving direction, it is possible to cause the situation in which the error correction amount is too early to occur, the correction of the position after the moving direction reversal to be excessive a web guide error occurs to prevent. As previously explained, the servo control device allows 100 in the first embodiment, the fully closed loop control in which the trajectory error between the machine end position and the command position is reduced even if the direction of movement of the tension spindle reverses.

Es wird darauf hingewiesen, dass insbesondere die Fehlerkorrekturmaß-Berechnungseinheit 2 das Vorzeichen der Geschwindigkeit des Maschinenendes auf Grundlage der Modellantwort berechnet und das Fehlerkorrekturmaß durch Multiplizieren eines Wertes, der durch Subtrahieren des Parameters von dem Motorendbewegungsmaß während des Anhaltens erhalten wird, mit dem Vorzeichen berechnet. Deshalb ist es möglich, sogar falls die Motorendposition während des Anhaltens fluktuiert, ein Fehlerkorrekturmaß so genau wie möglich zu berechnen.It should be noted that, in particular, the error correction amount calculating unit 2 calculates the sign of the speed of the machine end based on the model response and calculates the error correction amount by multiplying a value obtained by subtracting the parameter from the motor end movement amount during the stop by the sign. Therefore, even if the motor end position fluctuates during stoppage, it is possible to calculate an error correction amount as accurately as possible.

Die Servo-Regelungseinheit 3 umfasst die Positionsregelungseinheit 31, die eine vorbestimmte Positionsregelungsoperation auf eine Differenz zwischen dem Positionsbefehl und dem Erfassungswert der Maschinenendposition anwendet; die Korrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34, die das Fehlerkorrekturmaß ableitet; die Ableitungsoperation-Einheit 33, die den Erfassungswert der Motorendposition ableitet; und die Geschwindigkeitsregelungseinheit 32, die eine vorbestimmte Geschwindigkeitsregelungsoperation auf eine Differenz zwischen einem Wert, der durch Addieren einer Ausgabe der Fehlerkorrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34 zu einer Ausgabe der Positionsregelungseinheit 31 erhalten wird, und einer Ausgabe der Ableitungsoperation-Einheit 33 anwendet und die den Drehmomentbefehl berechnet. In der Folge kann die Servo-Regelungsvorrichtung 100 die Maschinenendposition so regeln, dass sie dem Positionsbefehl durch Einstellen der Differenz zwischen dem Positionsbefehl und der Maschinenendposition als eine Positionsabweichung und Durchführen einer Rückführungsregelung, um die Positionsabweichung zu reduzieren, folgt.The servo control unit 3 includes the position control unit 31 that applies a predetermined position control operation to a difference between the position command and the detection value of the machine end position; the corrective-derivative operation unit 34 which derives the error correction measure; the derivative operation unit 33 which derives the detection value of the motor end position; and the cruise control unit 32 indicative of a predetermined speed control operation to a difference between a value obtained by adding an output of the error correction measure deriving operation unit 34 to an output of the position control unit 31 and an output of the derivative operation unit 33 applies and calculates the torque command. As a result, the servo-control device 100 control the machine end position to follow the position command by setting the difference between the position command and the machine end position as a position deviation and performing a feedback control to reduce the position deviation.

Zweite AusführungsformSecond embodiment

Eine Servo-Regelungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform hat grundsätzlich die gleiche Konfiguration wie die Konfiguration in der ersten Ausführungsform. Komponenten, die gleich wie die Komponenten der ersten Ausführungsform sind, werden mit Begriffen und Bezugszeichen bezeichnet, die gleich sind wie die Begriffe und Bezugszeichen in der ersten Ausführungsform. Von einer redundanten Erläuterung der Komponenten wird abgesehen. Es sei darauf hingewiesen, dass gemäß der zweiten Ausführungsform sich die Konfiguration einer Servo-Regelungseinheit von der Konfiguration in der ersten Ausführungsform unterscheidet. Die Servo-Regelungsvorrichtung in der zweiten Ausführungsform ist durch das Bezugszeichen 200 bezeichnet und die Servo-Regelungseinheit in der zweiten Ausführungsform ist durch das Bezugszeichen 7 bezeichnet, um sich jeweils von der Servo-Regelungsvorrichtung und der Servo-Regelungseinheit in der ersten Ausführungsform zu unterscheiden.A servo control apparatus in a second embodiment basically has the same configuration as the configuration in the first embodiment. Components that are the same as the components of the first embodiment are denoted by terms and reference numerals that are the same as the terms and references in the first embodiment. A redundant explanation of the components is omitted. It should be noted that according to the second embodiment, the configuration of a servo control unit is different from the configuration in the first embodiment. The servo-control device in the second embodiment is denoted by the reference numeral 200 and the servo-control unit in the second embodiment is denoted by the reference numeral 7 to be different from the servo control device and the servo control unit in the first embodiment, respectively.

9 ist ein Blockschaltbild, das die interne Konfiguration der Servo-Regelungseinheit 7, die von der Servo-Regelungsvorrichtung 200 in der zweiten Ausführungsform erfasst ist, darstellt. Die Servo-Regelungseinheit 7 weist eine Positionsregelungseinheit 71, eine Geschwindigkeitsregelungseinheit 32, eine Ableitungsoperation-Einheit 33, einen Positionsrückführungsfilter 47 und einen Korrekturmaßfilter 75 auf. Die Servo-Regelungseinheit 7 in der zweiten Ausführungsform weist den Korrekturmaßfilter 75 an Stelle der Korrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34 auf. Die Servo-Regelungseinheit 7 ist dazu ausgebildet, eine Ausgabe des Korrekturmaßfilters 75 zu einem Positionsbefehl zu addieren. Die Servo-Regelungseinheit 7 in der zweiten Ausführungsform umfasst den Positionsrückführungsfilter 74. Die Servo-Regelungseinheit 7 gibt eine Differenz zwischen einer Maschinenendposition und einer Motorendposition der Positionsrückführungsfiltereinheit 74 ein und verwendet als eine Positionsrückführung einen Wert, der durch Addieren der Motorendposition zu einer Ausgabe des Positionsrückführungsfilters 74 erhalten wird. Anders gesagt, verwendet die Servo-Regelungseinheit 7 als eine Positionsabweichung einen Wert, der durch Subtrahieren der Summe der Ausgabe des Positionsrückführungsfilters 74 und der Motorendposition von dem Positionsbefehl erhalten wird. 9 is a block diagram showing the internal configuration of the servo control unit 7 that of the servo-control device 200 is detected in the second embodiment. The servo control unit 7 has a position control unit 71 , a cruise control unit 32 , a derivation operation unit 33 , a position feedback filter 47 and a correction measure filter 75 on. The servo control unit 7 in the second embodiment, the correction-dimension filter 75 in place of the correction measure derivation operation unit 34 on. The servo control unit 7 is adapted to be an output of the correction-size filter 75 to add to a position command. The servo control unit 7 in the second embodiment includes the position feedback filter 74 , The servo control unit 7 gives a difference between a machine end position and a motor end position of the position feedback filter unit 74 and uses, as a position feedback, a value obtained by adding the motor end position to an output of the position feedback filter 74 is obtained. In other words, the servo control unit uses 7 as a positional deviation, a value obtained by subtracting the sum of the output of the position feedback filter 74 and the motor end position is obtained from the position command.

Der Positionsrückführungsfilter 74 berechnet die Niederfrequenzkomponente der Differenz zwischen dem Erfassungswert der Maschinenendposition und dem Erfassungswert der Motorendposition. Insbesondere hat der Positionsrückführungsfilter 74 die Eigenschaft eines primären Verzögerungstiefpassfilters. Wenn die Zeitkonstante des Positionsrückführungsfilters 74 durch Tf dargestellt wird, wird die Übertragungsfunktion Gf(s) des Positionsrückführungsfilters 74 durch den folgenden Ausdruck 2 dargestellt: Gf(s) = 1/(1 + Tf·s) (Ausdruck 2) The position feedback filter 74 calculates the low frequency component of the difference between the detection value of Machine end position and the detection value of the motor end position. In particular, the position feedback filter has 74 the property of a primary delay low-pass filter. If the time constant of the position feedback filter 74 is represented by Tf, the transfer function Gf (s) of the position feedback filter becomes 74 represented by the following expression 2: Gf (s) = 1 / (1 + Tf * s) (Expression 2)

Der Korrekturmaßfilter 75 berechnet eine Hochfrequenzkomponente des Fehlerkorrekturmaßes. Insbesondere hat der Korrekturmaßfilter 75 die Eigenschaft eines primären Hochpassfilters. Wenn die Zeitkonstante des Korrekturmaßfilters 75 durch Tc dargestellt wird, wird die Übertragungsfunktion Gc(s) des Korrekturmaßfilters 75 durch den folgenden Ausdruck 3 dargestellt: Gc(s) = Tc·s/(1 + Tc·s) (Ausdruck 3) The correction measure filter 75 calculates a high frequency component of the error correction measure. In particular, the correction measure filter has 75 the property of a primary high-pass filter. If the time constant of the correction-measure filter 75 is represented by Tc, the transfer function Gc (s) of the correction-size filter becomes 75 represented by the following expression 3: Gc (s) = Tc * s / (1 + Tc * s) (Expression 3)

Ein Servo-Regelungssystem zum Kombinieren der Motorendposition und der Maschinenendposition und Berechnen der Positionsrückführung, wie die Servo-Regelungseinheit 7 in der zweiten Ausführungsform, wird als duale Rückführungsregelung bezeichnet. Wenn die Steifigkeit des Maschinensystems niedrig ist, weil die Resonanz-Mode des Maschinensystems den Positionsregelungskreis beeinträchtigt, neigt das Regelungssystem zur Instabilität, wenn die Positionskreisverstärkung vergrößert wird. Des Weiteren tritt, wenn die Motorendposition als Positionsrückführung verwendet wird, wegen einer Abweichung zwischen dem Maschinenende und dem Motorende, ein Positionierungsfehler an dem Maschinenende auf. Deshalb wird gemäß der dualen Rückführungsregelung eine Kombination einer Hochfrequenzkomponente der Motorendposition und einer Niederfrequenzkomponente der Maschinenendposition als die Positionsrückführung verwendet, um sowohl Genauigkeit der Maschinenendpositionierung während des Anhaltens und Stabilität des Regelkreises während der Bewegung zu erreichen. Das heißt, dass es gemäß der dualen Rückführungsregelung, weil die Hochfrequenzkomponente der Maschinenendposition entfernt wird, möglich ist, den Einfluss der Maschinenresonanz, der während des Betriebs, wenn die Steifigkeit des Maschinensystems niedrig ist, auftritt, zu reduzieren. Weil die Maschinenendposition als die Positionsrückführung während des Anhaltens verwendet wird, ist es möglich, die Genauigkeit der Maschinenendpositionierung zu verbessern.A servo control system for combining the motor end position and the machine end position and calculate the position feedback such as the servo control unit 7 in the second embodiment, is called a dual feedback control. When the rigidity of the engine system is low because the resonance mode of the engine system affects the position control loop, the control system tends to be unstable as the position loop gain is increased. Further, when the motor end position is used as the position feedback, a positioning error occurs at the machine end due to a deviation between the machine end and the motor end. Therefore, according to the dual feedback control, a combination of a high frequency component of the motor end position and a low frequency component of the machine end position is used as the position feedback to achieve both machine end positioning accuracy during stopping and stability of the control loop during movement. That is, according to the dual feedback control, because the high frequency component of the machine end position is removed, it is possible to reduce the influence of the machine resonance occurring during the operation when the rigidity of the engine system is low. Because the machine end position is used as the position feedback during stopping, it is possible to improve the accuracy of the final machine positioning.

Des Weiteren folgt gemäß der dualen Rückführungsregelung die Maschinenendposition während des Anhaltens oder während eines Vorschubs mit konstanter Geschwindigkeit dem Positionsbefehl. Allerdings wird, wenn sich eine Maschinenabweichung übergangsweise während der Umkehr der Bewegungsrichtung ändert, an dem Maschinenende eine Bahnführungsverzögerung erzeugt.Further, according to the dual feedback control, the machine end position follows the position command during stopping or during a constant speed feed. However, when a machine deviation transiently changes during the reversal of the direction of travel, a trajectory delay is generated at the machine end.

10 stellt unter Verwendung der Übertragungsfunktion Gf(s) des Positionsrückführungsfilters eine Beziehung zwischen der Motorendposition/der Maschinenendposition und der Positionsrückführung dar. Im Falle der dualen Rückführungsregelung werden die Übertragungsfunktion der Motorendposition und die Positionsrückführung durch Subtrahieren der Übertragungsfunktion des Positionsrückführungsfilters von 1 erhalten. Insbesondere ist die Übertragungsfunktion der Motorendposition und die Positionsrückführung eine Übertragungsfunktion eines Hochpassfilters, die durch den folgenden Ausdruck 4 angegeben ist: 1 – Gf(s) = Tf·s/(1 + Tf·s) (Ausdruck 4) 10 In the case of the dual feedback control, the transfer function of the motor end position and the position feedback are obtained by subtracting the transfer function of the position feedback filter of FIG. In particular, the transfer function of the motor end position and the position feedback is a transfer function of a high-pass filter, which is given by the following expression 4: 1 - Gf (s) = Tf · s / (1 + Tf · s) (Expression 4)

Während der Umkehr der Bewegungsrichtung ändert sich die Motorendposition schrittweise. Deshalb zeigt sich ein Bahnführungsfehler in Form einer Sprungantwort der Übertragungsfunktion 1 – Gf(s) in der Positionsrückführung.During the reversal of the direction of movement, the motor end position changes stepwise. Therefore, a path error in the form of a step response of the transfer function 1 - Gf (s) in the position feedback.

Die Positionsrückführung wird zu dem Positionsbefehl in der Servo-Regelungseinheit 7 hinzuaddiert. Deshalb kann, durch Addieren eines Fehlerkorrekturmaßes, das dem Bahnführungsfehler entspricht, der in der Positionsrückführung während der Umkehr der Bewegungsrichtung auftritt, zu dem Positionsbefehl, die Servo-Regelungsvorrichtung 200 den Bahnführungsfehler in Bezug auf den Positionsbefehl der Maschinenendposition reduzieren, sogar wenn eine duale Rückführungsregelung verwendet wird. Das heißt, dass gemäß der zweiten Ausführungsform, um den Bahnführungsfehler in Bezug auf den Positionsbefehl der Maschinenendposition während der Umkehr der Bewegungsrichtung zu reduzieren, die Zeitkonstante Tc des Korrekturmaßfilters 75 so eingestellt ist, dass sie gleich zu der Zeitkonstante Tf des Positionsrückführungsfilters 74 ist.The position feedback becomes the position command in the servo control unit 7 added. Therefore, by adding an error correction amount corresponding to the path error that occurs in the position feedback during the reversal of the moving direction to the position command, the servo-control device 200 reduce the trajectory error with respect to the position command of the machine end position even when a dual feedback control is used. That is, according to the second embodiment, in order to reduce the trajectory error with respect to the position command of the machine end position during the reversal of the moving direction, the time constant Tc of the correction-amount filter 75 is set to be equal to the time constant Tf of the position feedback filter 74 is.

Wie zuvor erläutert, umfasst gemäß der zweiten Ausführungsform die Servo-Regelungsvorrichtung 7 den Positionsrückführungsfilter 74, der eine Niederfrequenzkomponente der Differenz zwischen dem Erfassungswert der Maschinenendposition und dem Erfassungswert der Motorendposition berechnet; den Korrekturmaßfilter 75, der eine Hochfrequenzkomponente des Fehlerkorrekturmaßes berechnet; die Positionsregelungseinheit 71, die die vorbestimmte Positionsregelungsoperation auf den Wert, der durch Subtrahieren der Summe der Ausgabe des Positionsrückführungsfilters 74 und dem Erfassungswert der Motorendposition von der Summe des Positionsbefehls und der Ausgabe des Korrekturmaßfilters 75 erhalten wird, anwendet; die Ableitungsoperation-Einheit 33, die den Erfassungswert der Motorendposition ableitet; und die Geschwindigkeitsregelungseinheit 32, die die vorbestimmte Geschwindigkeitsregelungsoperation auf die Differenz zwischen der Ausgabe der Positionsregelungseinheit 71 und der Ausgabe der Ableitungsoperation-Einheit 33 anwendet und dann einen Drehmomentbefehl berechnet. In der Folge kann die Servo-Regelungsvorrichtung 200 in der zweiten Ausführungsform eine duale Rückführungsregelung umsetzen, um sowohl die Positionierungsgenauigkeit des Maschinenendes während des Anhaltens und Stabilität während der Bewegung zu erreichen, sogar wenn die Steifigkeit des Maschinensystems 6 niedrig ist. Des Weiteren kann die Servo-Regelungsvorrichtung 200 die Bahnführungsverzögerung des Maschinenendes, die durch die duale Rückführungsregelung verursacht wird, reduzieren und den Bahnführungsfehler in Bezug auf den Positionsbefehl der Maschinenendposition, der nach der Bewegungsrichtungsumkehr auftritt, ausreichend reduzieren.As explained above, according to the second embodiment, the servo control apparatus includes 7 the position feedback filter 74 calculating a low frequency component of the difference between the detection value of the machine end position and the detection value of the motor end position; the corrective measure filter 75 calculating a high frequency component of the error correction amount; the position control unit 71 which reduces the predetermined position control operation to the value obtained by subtracting the sum of the output of the position feedback filter 74 and the detection value of the motor end position from the sum of the position command and the output of the correction-amount filter 75 is obtained; the derivative operation unit 33 which derives the detection value of the motor end position; and the Speed control unit 32 , the predetermined speed control operation on the difference between the output of the position control unit 71 and the output of the derivative operation unit 33 applies and then calculates a torque command. As a result, the servo-control device 200 In the second embodiment, implement a dual feedback control to achieve both the positioning accuracy of the machine end during stopping and stability during the movement, even if the rigidity of the machine system 6 is low. Furthermore, the servo-control device 200 reduce the trajectory delay of the machine end caused by the dual feedback control and sufficiently reduce the trajectory error with respect to the position command of the machine end position occurring after the moving direction reversal.

Es sei darauf hingewiesen, dass der Korrekturmaßfilter 75 die Eigenschaften eines Hochpassfilters hat; der Positionsrückführungsfilter 74 hat die Eigenschaften eines Tiefpassfilters; und die Zeitkonstante des Korrekturmaßfilters 75 und die Zeitkonstante des Positionsrückführungsfilters 74 sind im Wesentlichen gleich. In der Folge ist es möglich, die Bahnführungsverzögerung des Maschinenendes, die durch die duale Rückführungsregelung verursacht wird, zu reduzieren und den Bahnführungsfehler in Bezug auf den Positionsbefehl der Maschinenendposition, der nach der Bewegungsrichtungsumkehr auftritt, ausreichend zu reduzieren.It should be noted that the correction measure filter 75 has the characteristics of a high pass filter; the position feedback filter 74 has the characteristics of a low-pass filter; and the time constant of the correction-measure filter 75 and the time constant of the position feedback filter 74 are essentially the same. As a result, it is possible to reduce the path leading delay of the machine end caused by the dual feedback control and to sufficiently reduce the path error with respect to the position command of the machine end position occurring after the moving direction reversal.

In den zuvor erläuterten Ausführungsformen sind, falls sich die Eingabe- und Ausgabebeziehungen zwischen den Komponenten, die von den Servo-Regelungsvorrichtungen 100 und 200 umfasst sind, entsprechen, jede Reihenfolge der Addition und der Subtraktion und der Anordnung der Komponenten, oder beides, austauschbar. Beispielsweise addiert die Servo-Regelungseinheit 3 die Ausgabe der Korrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34 zu der Ausgabe der Positionsregelungseinheit 31 und subtrahiert danach die Ausgabe der Ableitungsoperation-Einheit 33 von der Summe der Ausgabe der Positionsregelungseinheit 31 und der Ausgabe der Korrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34. Allerdings kann die Servo-Regelungseinheit 3 die Ausgabe der Ableitungsoperation-Einheit 33 von der Ausgabe der Positionsregelungseinheit 31 subtrahieren und danach die Ausgabe der Korrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34 zu der Differenz zwischen der Ausgabe der Ableitungsoperation-Einheit 33 und der Ausgabe der Positionsregelungseinheit 31 addieren, oder sie kann von der Ausgabe der Positionsregelungseinheit 31 einen Wert, der durch Subtrahieren der Ausgabe von der Korrekturmaß-Ableitungsoperation-Einheit 34 von der Ausgabe der Ableitungsoperation-Einheit 33 erhalten wird, subtrahieren.In the embodiments discussed above, if the input and output relationships between the components provided by the servo-control devices 100 and 200 , each order of addition and subtraction and arrangement of the components, or both, are interchangeable. For example, the servo control unit adds 3 the output of the corrective derivative operation unit 34 to the output of the position control unit 31 and then subtracts the output of the derivative operation unit 33 from the sum of the output of the position control unit 31 and the output of the corrective derivative operation unit 34 , However, the servo control unit can 3 the output of the derivative operation unit 33 from the output of the position control unit 31 then subtract the output of the corrective derivative operation unit 34 to the difference between the output of the derivative operation unit 33 and the output of the position control unit 31 or it may be from the output of the position control unit 31 a value obtained by subtracting the output from the corrective derivative operation unit 34 from the output of the derivative operation unit 33 is obtained, subtract.

In den zuvor erläuterten Ausführungsformen wird die Maschinenabweichung zwischen der Maschinenendposition und der Motorendposition durch Spiel verursacht. Allerdings kann im Totgang, in welchem die Maschinenabweichung in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung auftritt, die Maschinenabweichung durch andere Faktoren verursacht werden. Beispielsweise wenn zwischen der Maschinenendposition und der Motorendposition eine elastische Charakteristik vorliegt und Reibung auf die Maschinenendposition aufgebracht wird, tritt eine Verschiebung (Totgang) in der Maschinenendposition zwischen der Zeit positiver Richtungsbewegung und der Zeit negativer Richtungsbewegung auf. In einem solchen Fall wird ein Totgangbetrag (eine Verschiebung der Maschinenendposition, die auftritt, wenn eine Positionierung in der gleichen Position von der positiven Richtung und der negativen Richtung durchgeführt wird) als ein Parameter eingestellt. In der Folge ist es möglich, den Bahnführungsfehler der Maschinenendposition während der Bewegungsrichtungsumkehr zu reduzieren, wie in den zuvor erläuterten Ausführungsformen.In the embodiments explained above, the machine deviation between the machine end position and the engine end position is caused by play. However, in backlash, in which the machine deviation occurs depending on the direction of movement, the machine deviation may be caused by other factors. For example, when elastic characteristic is present between the machine end position and the motor end position and friction is applied to the machine end position, a displacement occurs in the machine end position between the time of positive direction movement and the time of negative direction movement. In such a case, a backlash amount (a shift of the machine end position that occurs when positioning in the same position from the positive direction and the negative direction is performed) is set as a parameter. As a result, it is possible to reduce the trajectory error of the machine end position during the reversal of the direction of travel, as in the previously explained embodiments.

Ein Teil oder alle Komponenten, die die Servo-Regelungsvorrichtungen 100 und 200 bilden, können durch Software realisiert werden oder können durch Hardware realisiert werden. Die Komponenten mit Software zu realisieren bedeutet, die Funktionen der Komponenten zu realisieren, indem man einem Computer, der eine Recheneinheit und eine Speichervorrichtung aufweist, im Voraus in der Speichervorrichtung Programmmodule, die den Komponenten entsprechen, speichern lässt und die Recheneinheit die in der Speichervorrichtung gespeicherten Programmmodule ausführen lässt. Ob die Komponenten als Hardware oder als Software realisiert werden, hängt von den Gestaltungsbedingungen ab, die der gesamten Vorrichtung auferlegt sind.Part or all of the components that make up the servo-control devices 100 and 200 can be realized by software or can be realized by hardware. To realize the components with software means to realize the functions of the components by having a computer including a computing unit and a memory device store in advance in the memory device program modules corresponding to the components, and the computing unit stores the ones stored in the memory device Run program modules. Whether the components are implemented as hardware or as software depends on the design conditions imposed on the entire device.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Wie zuvor erläutert, wird die Servo-Regelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet auf die Servo-Regelungsvorrichtung angewendet, die den Servomotor antreibt.As explained above, the servo control apparatus according to the present invention is suitably applied to the servo control apparatus which drives the servo motor.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Motorantwort-BerechnungseinheitMotor response calculation unit
22: Fehlerkorrekturmaß-BerechnungseinheitFehlerkorrekturmaß calculation unit
33: Servo-RegelungseinheitServo control unit
44: Während-Anhalten-Motorendbewegungsmaß-MesseinheitDuring Arrest Motorendbewegungsmaß measuring unit
55: Motorengine
66: Maschinensystemmachine system
77: Servo-RegelungseinheitServo control unit
2121: Code-BerechnungseinheitCode calculating unit
2222: Fehlerkorrekturmaß-AusgabeeinheitFehlerkorrekturmaß output unit
31, 7131, 71: PositionsregelungseinheitenPosition control units
3232: GeschwindigkeitsregelungseinheitSpeed control unit
3333: Ableitungsoperation-EinheitDerivative operation unit
3434: Korrekturmaß-Ableitungsoperation-EinheitCorrective-derivative operation unit
4141: PositionsregelungssimulationseinheitPosition control simulation unit
4242: Integratorintegrator
5151: Servomotorservomotor
5252: MotorendpositionserfasserMotorendpositionserfasser
6262: Muttermother
6363: Tischtable
6464: MaschinenendpositionserfasserMaschinenendpositionserfasser
7474: PositionsrückführungsfilterPosition feedback filter
7575: KorrekturmaßfilterKorrekturmaßfilter
100, 200100, 200: Servo-RegelungsvorrichtungServo control device

Claims

A servo-control device, comprising: A servo control unit that calculates a torque command for the engine using a detection value of a machine end position that is a position of a machine system and a detection value of a motor end position that is a position of an engine that drives the engine system as a position feedback; such that the machine end position follows a position command; A model response calculation unit that calculates a calculated value of the machine end position based on the position command; An end-of-stroke motor end movement amount measuring unit that measures an engine end movement amount during stoppage that is a shift amount of the detection value of the engine end position in a period from when the calculated value of the engine end position changes to zero until the calculated value changes to another Value as zero changes; and An error correction amount calculation unit that calculates an error correction amount based on a parameter in which a maximum amount of change of a deviation between the machine end position and the motor end position during the reversal of a moving direction of a pulling spindle is set in advance, the calculated value of the machine end position and the motor end movement measurement during the stop, wherein the servo control unit calculates the torque command using the error correction amount.

The servo control apparatus according to claim 1, wherein the error correction amount calculating unit calculates a speed sign of a machine end based on the calculated value of the machine end position, and when the calculated sign changes, the error correction amount in a direction of the calculated sign changes in the step size of a value obtained by subtracting the while-stopping motor end movement amount from the parameter.

The servo control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the servo control unit comprises: A position control unit that applies a preset position control operation to a difference between the position command and the detection value of the machine end position; A corrective derivative operation unit deriving the error correction measure; A derivation operation unit deriving the detection value of the motor end position; and A speed control unit, which applies a preset cruise control operation to a difference between a value obtained by adding an output of the corrective derivative operation unit to an output of the position control unit and an output of the derivative operation unit, and which calculates the torque command.

The servo control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the servo control unit comprises: A position feedback filter that calculates a low frequency component of a difference between the detection value of the machine end position and the detection value of the engine end position; A corrective measure filter that calculates a high frequency component of the error correction amount; A position control unit that applies a preset position control operation to a value obtained by subtracting a sum of an output of the position feedback filter and the detection value of the motor end position from a sum of the position command and an output of the correction-amount filter; A derivation operation unit deriving the detection value of the motor end position; and A speed control unit, which applies a preset speed control operation to a difference between an output of the position control unit and an output of the derivative operation unit, and which calculates the torque command.

The servo-control apparatus according to claim 4, wherein the correction-measure filter is a high-pass filter, the position-feedback filter is a low-pass filter, and a time constant of the correction-amount filter and a time constant of the position-feedback filter are the same.